[发明专利]一种超支化有机硅改性石蜡的制备及其应用

说明书

本发明涉及到磷石膏防水领域，特别涉及到一种超支化有机硅改性石蜡，还涉及到其制备方法及应用。首先制备端羟基超支化有机硅聚合物，进一步制备支链末端带双键的超支化有机硅聚合物，石蜡自由基与双键加成反应，最终合成超支化有机硅改性石蜡。该石蜡能够对磷石膏起到更好的填充、包裹作用，减少水的渗透，从而提高防水效果。

技术领域

本发明涉及到磷石膏防水领域，特别涉及到一种超支化有机硅改性石蜡，还涉及到制备方法及其在磷石膏防水中的应用。

背景技术

磷石膏是湿法磷酸工艺中所产生的工业固体废弃物。我国的排放量异常庞大，2013年我国副产磷石膏年排放量就已经接近7000万t(实物量) ，而综合利用量只有约1700万t。综合利用率不足25% 。截至2014年，磷石膏年排放量7000余万t，累计堆存量约3亿t，脱硫石膏的年排放量约7550万t，累计堆存量约1.3亿t。排出的磷石膏渣占用大量土地，形成渣山，严重污染环境，磷石膏中所含氟化物、游离磷酸、P₂O₅、磷酸盐等杂质是导致磷石膏在堆存过程中造成环境污染的主要因素。磷石膏的大量堆存，不仅侵占了土地资源，而且由于风蚀、雨蚀造成了大气、水系及土壤的污染。长时间接触磷石膏，可能导致人的死亡或病变。因此，对于磷石膏的研究应用也变得尤为重要。近年来，各企业和研究所对磷石膏的综合利用进行了积极的探索研究，取得了显著成果。在磷石膏的应用中，很大部分是将磷石膏替代天然石膏制取建筑石膏，进而加工成各种石膏建材产品。

利用磷石膏生产的石膏砌块是一种性能优良的建筑材料，具有质量轻、保温隔热及隔声性能好、施工方便等优点，尤其是在环境保护、节省土地及节约能源等方面具有十分突出的优点。1998 年建设部开始推广石膏砌块这一新型建材，并制定了相关标准（JC/T698-1998，现已修订更新为JC/T 698-2010）。虽然石膏砌块的施工性能好、耐火性能优良，但其耐水性较差且吸水后强度降低，这一缺点意味着磷石膏砌块吸水率高，不适用于潮湿环境。因此，研究探索如何提高石膏砌块耐水性能具有重大意义，也成为了扩大磷石膏应用领域，增加磷石膏利用率的关键性因素。

有关人员研究发现，通过在磷石膏中加入防水剂可实现对磷石膏的改性，改善其防水性能。外用型式和内掺型建筑材料防水剂的两种主要形式。外用型防水剂就是将丙烯酸、聚氨酯等有机高分子防水涂料涂于磷石膏硬制品的表面，使其形成致密的疏水膜，将硬制品与外界水隔开，实现磷石膏的防水目的。但是疏水膜在未干燥时容易产生起皮、脱落的现象，在干燥的过程中容易发生氧化、老化，如果没有严格检查硬制品表面是否存在损坏，就会使石膏受到水的侵蚀，降低强度与膜的作用，影响防水效果。另外还可以利用盐水浸泡磷石膏制品，形成碳酸钙、磷酸钙、草酸钙等防水层。但这些物质都具有不溶于水的特性，因此可以达到防水的目的，但是这种方法只是在磷石膏的表面进行，缺乏对磷石膏防水功能的根本性提高，利用价值较低。内掺型防水剂就是将无机水硬性材料外加剂掺入到磷石膏中，通过这种方式对提高磷石膏的抗水性具有明显的效果，但会造成磷石膏硬化体色泽度的降低，降低产品的美观效果。石蜡乳液、松香乳液、硬脂酸乳液、石蜡沥青乳液等是内掺型防水剂中的有机防水材料，利用表面活性剂和外界条件作用，将不溶性的物质乳化成极小且均匀的颗粒，并分散在水中形成 O/W 的连续相乳液，对磷石膏硬化体结构毛细血管和微孔壁具有良好的填充效果，从而提高石膏硬化体的疏水性。

石蜡乳液是磷石膏的重要防水添加剂，在当前得到广泛的应用。涂层较滑、良好的覆盖性以及较低的成本是石蜡乳液的主要特点。石蜡是碳原子数约为 18-30 的烃类混合物，主要组分为直链烷烃（约为 80％-95％）的有机化合物，不溶于水，疏水性强，把石蜡乳液作为防水

剂内掺到物料中，可以在物料的表面形成一层疏水的膜从而达到防水的效果，但也存在石蜡和石膏的粘结力较差，石膏砌块被水侵蚀后容易流失的问题，导致防水性能下降。因此需要对石蜡进行改性。

有机硅材料一般分为硅油、硅橡胶、硅树脂和硅烷偶联剂四大类。有机硅材料具有较低的粘度、表面张力和表面能，这种特性决定其在疏水方面的应用。